​Exploration O-RAN et MIMO massif sans cellule

Dr. Sofie Pollin, Assistant Professor, Networked Systems Group, KU Leuven
Dr. Andrea P. Guevara, Researcher, Networked Systems Group, KU Leuven
Robbert Beerten Msc., Researcher, Networked Systems Group, KU Leuven

Configuration du laboratoire pour le banc de test MIMO

« En désagrégeant les fonctionnalités en plusieurs unités virtuelles au sein du banc de test MIMO massif distribué par la KU Leuven, nous bénéficierons de la flexibilité de l’architecture O-RAN et de l’augmentation de la capacité du système MIMO massif sans cellule. »

Prof. Sofie Pollin, Networked Systems Group, KU Leuven​

Le défi :

​L’intégration des réseaux acellulaires et O-RAN commence à retenir l’attention, mais jusqu’à présent, les résultats expérimentaux font défaut.​

La solution :

​À l’aide d’équipements NI, la KU Leuven a créé un banc de test MIMO massif qui permet de répartir les éléments d’antenne en appliquant différentes matrices de précodage à des sélections d’antennes.

Vision O-RAN

​La vision de l’O-RAN est la désagrégation du RAN en différents nœuds fonctionnels, tels que l’unité centralisée (O-CU), l’unité distribuée (O-DU) et l’unité radio (O-RU). Ces nœuds seront fournis par plusieurs fournisseurs et leurs fonctionnalités seront intégrées de manière transparente et sécurisée.

 

​Parallèlement, des architectures MIMO massives et acellulaires évolutives devraient améliorer le taux de transmission en utilisant des techniques de traitement du signal distribuées et coopératives. L’intégration des réseaux acellulaires et O-RAN commence à retenir l’attention, mais jusqu’à présent, les résultats expérimentaux font défaut.

 

​Banc de test MIMO massif de NI et la KU Leuven

​Le banc de test MIMO massif flexible de NI et de la KU Leuven permet de répartir les éléments d’antenne. Il peut émuler des DU virtuels (vDU) et des RU virtuels (vRU) en appliquant différentes matrices de précodage à des sélections d’antennes. En outre, les 64 antennes du banc de test peuvent être déployées et réparties en plusieurs réseaux afin d’émuler des scénarios sans petites cellules. 

​Lors de la première tentative d’intégration virtuelle des systèmes O-RAN et acellulaires, nous avons étudié le cas de la répartition du décodeur sur une seule vDU ou deux vRU, où la vRU combine de manière cohérente le signal de huit antennes.  

 

 

​Le banc de test MIMO massif flexible de NI et de la KU Leuven permet de répartir les éléments d’antenne. Il peut émuler des DU virtuels (vDU) et des RU virtuels (vRU) en appliquant différentes matrices de précodage à des sélections d’antennes. En outre, les 64 antennes du banc de test peuvent être déployées et réparties en plusieurs réseaux afin d’émuler des scénarios sans petites cellules. 

​Lors de la première tentative d’intégration virtuelle des systèmes O-RAN et acellulaires, nous avons étudié le cas de la répartition du décodeur sur une seule vDU ou deux vRU, où la vRU combine de manière cohérente le signal de huit antennes.  

 

 

​Dans la figure 2, vous pouvez voir que le DU a un gain plus important et donc une amplitude de signal plus grande.

​Ces résultats initiaux montrent qu’il est possible de réaliser des expériences en temps réel pour valider plusieurs répartitions O-RAN et API de contrôle. L’étape suivante consiste à mettre en place les éléments de base nécessaires à l’extension des expériences O-RAN sans cellule avec davantage de RU, de fréquences et de largeurs de bande. Ces travaux seront réalisés dans le cadre du projet Horizon Europe 6G-BRICKS. ​

Schéma fonctionnel de l’implémentation virtuelle dans le système MIMO massif de la KU Leuven pour la transmission de données en liaison montante
Figure 1. Implémentation fonctionnelle virtuelle dans le système MIMO massif de la KU Leuven pour la transmission de données en liaison montante.
Tracés des unités virtuelles distribuées et des unités virtuelles radio
Figure 2. Symbole OFDM au niveau du vRU et du vDU